- 非金属及其化合物
- 共31702题
某课外活动小组将图1所示装置按一定顺序连接,在实验室里制取一定量的FeCl3(所通气体过量并充分反应).
请回答下列问题:
(1)A中发生反应的化学方程式为______.
(2)各装置的正确连接顺序为(填写装置代号)A→______→______→______→D.
(3)装置C的作用是______,写出装置D中反应的离子方程式______.
(4)反应开始后,B中硬质玻璃管内的现象为______;可以检验生成物中含有Fe3+的试剂是______(填写试剂名称).
(5)该小组欲用右图所示装置收集尾气,并测量多余气体的体积.
①若右图所示量气装置由干燥管、乳胶管和50mL滴定管改造后组装而成,此处所用滴定管是______(填“酸式”或“碱式”)滴定管.
②为提高测量的准确性,图2装置中的液体可用______,收集完气体后,读数前应进行的操作是______.
③如果开始读数时操作正确,最后读数时俯视右边滴定管液面,会导致所测气体的体积______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
正确答案
(1)A中制取氯气,二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气、水,反应方程式为4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O,
故答案为:4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)制备氯气中含有氯化氢和水蒸气,除去氯化氢气体用饱和食盐水,除去水蒸气用浓硫酸,应先除氯化氢,后干燥,最后吸收尾气中未反应的氯气,防止污染空气,所以装置顺序为A→E→C→B→D,故答案为:E;C;B.
(3)如果进入B的气体不干燥,FeCl3容易水解,装置C的作用是干燥Cl2,防止FeCl3的水解.D中反应是利用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案为:干燥Cl2防止FeCl3的水解;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(4)B中硬质玻璃管内氯气与铁反应生成氯化铁,B中因生成有FeCl3而出现棕(红)色的烟;用KSCN溶液检验Fe3+,滴加KSCN溶液,溶液变成血红色,说明含有Fe3+,
故答案为:棕(红)色的烟;硫氰酸钾;
(5)①酸式滴定管下端由活塞,装置中的滴定管没有活塞,应是碱式滴定管,故答案为:碱式;
②Cl2能溶于水而难溶于饱和食盐水,故应用饱和食盐水,从而提高测量的准确性.应使圆底烧瓶内外气压相等,读数前应上下移动滴定管,使左右两边液面相平,
故答案为:饱和食盐水;上下移动滴定管,使左右两边液面相平;
③俯视时,读取的液面的数值比实际偏小,滴定管内测量前后溶液体积变化偏大,导致所测气体的体积偏大,故答案为:偏大.
(1)已知氯气与水的反应Cl2+H2O⇌HCl+HClO是一个可逆反应,即不能进行到底的反应,且反应生成的次氯酸(HClO)是一种酸性比碳酸还要弱的酸.分别写出盐酸、次氯酸的电离方程式:______、______.
(2)镁带着火时,不能用液态CO2灭火剂来灭火的原因是(用化学方程式表示)______.
(3)将少量铁粉投入到过量稀硝酸中发生反应的离子方程式是______,在此反应中,硝酸体现了______性和______性.实验室中制取氨的化学方程式为______用______法收集.
正确答案
(1)盐酸是强电解质,次氯酸是弱电解质,电离方程式为:HCl═H++Cl-,HClO⇌H++ClO-,
故答案为:HCl═H++Cl-;HClO⇌H++ClO-,
(2)金属镁能在二氧化碳气体中燃烧:2Mg+CO2C+2MgO,所以不能用液态CO2灭火剂来灭火,
故答案为:2Mg+CO2C+2MgO;
(3)少量铁粉投入到过量稀硝酸中发生:Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,离子方程式为:Fe+4H++NO3-=Fe3++2H2O+NO↑,在反应中硝酸中的氮元素部分化合价不变,生成硝酸盐,表现出硝酸的酸性,部分化合价降低,表现出硝酸的氧化性,则硝酸的作用为酸性和氧化性; 实验室用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气,方程式为:
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑,氨气的密度小于空气,应采用向下排空气法,
故答案为:Fe+4H++NO3-=Fe3++2H2O+NO;酸;氧化性; 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑;向下排空气法;
Ⅰ、已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。现有一个氧化还原反应的体系中共有KCl.Cl2.H2SO4.H2O.KMnO4.MnSO4.K2SO4七种物质:
(1)该反应中,化合价升高的反应物是 。
(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式:
(3)上述反应中,氧化剂是 ,1 mol氧化剂在反应中得到 mol电子。
Ⅱ、某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉,并进行漂白粉有效成分的质量分数测定
(1)装置④中的x试剂为 。
(2)装置③中发生反应的化学方程式为 。该反应是放热反应,反应温度较高时有副反应发生。改进该实验装置以减少副反应发生的方法是
_________________________。
(3)测定漂白粉有效成分的质量分数
称取1.000 g漂白粉于锥形瓶中,加水溶解,调节溶液的pH,以淀粉为指示剂,用0.1000 mol·L-1 KI溶液进行滴定,溶液出现稳定浅蓝色时为滴定终点。反应原理为:
3ClO-+ I- = 3Cl-+ IO3- IO3- + 5I- + 3H2O = 6OH- + 3I2
实验测得数据如下表所示。
该漂白粉中有效成分的质量分数为 。若滴定过程中未充分振荡溶液局部变浅蓝色时就停止滴定,则测定结果将 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
正确答案
Ⅰ、(1)KCl(1分)
(2)2KMnO4+10KCl+8H2SO4=6K2SO4+2MnSO4+5Cl2+8H2O(3分)
(3)KMnO4 (1分) 5mol (2分)
Ⅱ、(1)NaOH (1分) (2)2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(3分)
将装置③放于冷水浴中进行实验(2分) (3)42.90% (2分) 偏低(2分)
试题分析:Ⅰ、根据题意可知含七种物质的氧化还原反应为2KMnO4+10KCl+8H2SO4=6K2SO4+2MnSO4+5Cl2+8H2O,化合价升高的物质为KCl;氧化剂为KMnO4 ; 1mol氧化剂得电子5mol ;
Ⅱ、因为氯气有毒,所以x试剂为NaOH,吸收多余的氯气;装置③制取漂白粉,反应为2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;为避免温度较高时发生副反应,可将装置③放于冷水浴中进行实验;(3)反应中消耗的KI的平均体积为20.00mL,其物质的量为0.1000mol/L×0.02L=0.002mol,
由题中“溶液出现稳定浅蓝色时为滴定终点”,确定应用反应(1)解题:
由关系式3ClO-~I-
3 1
n 0.002
n=0.006mol,则n(Ca(ClO)2)=0.003mol,m=0.429g,
亚氯酸钠(NaC1O2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖,油脂的漂白与杀菌.以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:①NaC1O2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaC1O2·3H2O.
②纯C1O2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全.
I.请根据上述流程回答下列问题
(1)发生器中鼓入空气的作用可能是
(2)吸收塔内的反应的化学方程式为 .吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是 .
(3)在碱性溶液中NaC1O2比较稳定,所以吸收塔中应维持NaOH稍过量,判断NaOH是否过量的简单实验方法是 .
(4)从滤液中得到NaC1O2·3H2O粗晶体的实验操作依次是 .
II.上述流程中的原料NaC1O3可由氯气通入热的烧碱溶液后重结晶就得到比较纯净的产品,所以通常工厂联合氯碱车间制备.
(1)氯碱工业中的原料为 ,原料需要净化的原因是 ,阳极产品为
(2)工业生产NaC1O3的化学方程式为
正确答案
Ⅰ(1)稀释C1O2以防止爆炸;(2)2NaOH+2C1O2+H2O2=2NaC1O2+2H2O+O2 防止H2O2分解
(3)连续测定吸收塔内溶液的pH; (4)蒸发,冷却结晶,过滤
Ⅱ.(1)饱和食盐水 防止堵塞离子交换膜 氯气 (2)3Cl2+6NaOH==5NaCl+NaClO3+3H2O
试题分析:(1)发生反应产生的C1O2不稳定易分解爆炸。鼓入空气的作用把它稀释至0%以下安全含量。(2)吸收塔内的反应的化学方程式为:2NaOH+2C1O2+H2O2=2NaC1O2+2H2O+O2。过氧化氢不稳定,高温容易分解。吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是防止H2O2分解。(3)判断NaOH是否过量的简单实验方法是测定吸收塔内溶液的pH。(4)从滤液中得到NaC1O2·3H2O粗晶体的实验操作依次是先将溶液蒸发水分得到NaC1O2的饱和溶液,再降低温度,利用它的溶解度随温度的升高而增大,随温度的降低而减小的特点,冷却结晶,最后过滤即得NaC1O2·3H2O。II.(1)氯碱工业中的原料为饱和食盐水原料需要净化是因为杂质容易堵塞离子交换膜。阳极产品是氯气。阴极产品是氢气和氢氧化钠。(2)工业生产NaC1O3的化学方程式为3Cl2+6NaOH==5NaCl+NaClO3+3H2O 。2)的制法、氯碱工业的原理及产品的知识。
如图所示A~H为实验室常见的仪器、装置(部分固定夹持装置略去),请根据要求回答下列问题
(1)A仪器的名称是_____________,常用于_____________。
(2)用图中所示仪器设计一套制取一瓶干燥、纯净氨气的实验装置,仪器的连接顺序是(用管口字母符号表示):j接__________________________。
为了研究Cl2的性质,设计如图所示装置进行实验(装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a为干燥的品红试纸,b为湿润的品红试纸)。
(3)加入药品前,检查Ⅰ中气体发生装置气密性的操作是_________________________________
(4)实验过程中,装置Ⅳ中的实验现象为________________________。
(5)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化“这一预期现象。为了达到这一实验目的,你认为应在__________之间(选填装置序号)还需添加一个洗气瓶,该装置的作用是__________________________。
正确答案
(1)容量瓶;配制一定物质的量浓度的溶液
(2)j接k,l接d,c接h或I
(3)用止水夹夹住C处橡皮管,然后向分液漏斗中加水,打开分液漏斗活塞,有液体液面高于烧瓶液面,但不流下,则气密性好
(4)无色液体变蓝色
(5)Ⅱ、Ⅲ;干燥氯气
A、B、C、D、E是位于短周期的主族元素,其中A、B为金属元素。已知:
①热稳定性:HmD>HmC;
②Cm-、E(m-1)-具有相同的电子层结构;
③B与E在同一周期,在该周期中,E的原子半径最小,B的离子半径最小;
④A、B所形成的单核离子具有相同的电子层结构,B的最高价氧化物对应的水化物与A、E的最高价氧化物对应的水化物都能反应。
依据上述信息回答下列问题:
(1)HmD的电子式:________________。
(2)Cm-、E(m-1)-的还原性强弱为___________________(填离子符号),能证明其还原性强弱的离子方程式为_______________________。
(3)写出B的最高价氧化物对应的水化物和A的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式
_____________________________。
(4)在B、C、E单质中,符合下列转化关系的是___________。(填元素符号)
正确答案
(1)
(2)S2->Cl-;Cl2+S2-==2Cl-+S↓
(3)Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O
(4)S
化学科学在药物的开发、合成和使用中起着至关重要的作用。如小苏打(NaHCO3)、氢氧化铝、三硅酸镁等可治疗胃酸过多,硫酸亚铁可补铁、防治贫血。试回答下列问题:
(1)写出小苏打与胃酸(主要成分为稀盐酸)作用的离子方程式:__________________________。
(2)写出胃舒平药片(复方氢氧化铝)与胃酸(主要成分为稀盐酸)作用的离子方程式:
_______________________。
(3)若选氯水作氧化剂,将补铁剂中的Fe2+氧化成Fe3+,写出相关的离子反应__________________。
正确答案
(1)HCO3-+H+=H2O+CO2↑
(2)Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
(3)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产,原理为
3NaClO+2Fe(NO3)3+ 10NaOH ==2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O,
Na2FeO4+2KOH==K2FeO4+2NaOH. 主要的生产流程如下
(1)写出反应①的离子方程式:____。
(2)流程图中“转化”是在某低温下进行的,说明此温度下Ksp(K2FeO4)____Ksp(Na2 FeO4)(填“>”、“<” 或“=”)。
(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。 图1为不同的温度下,不同质量浓度的
Fe( NO3)3对K2 FeO4生成率的影响; 图2为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4的生成率的影响。
①工业生产中最佳温度为___℃,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液的最佳质量浓度之比为____。
②若NaClO加入过量,氧化过程中会生成Fe(OH)3,写出该反应的离子方程式:___________,若Fe(NO3)3加入过量,在碱性条件下,K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反应的离子方程式为____。
(4) K2FeO4在水溶液中易水解:4FeO42-+10H2O 4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑。在“提纯”K2FeO4的过程中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用__(填序号)。
A.水
B.CH3COONa、异丙醇
C.NH4Cl、异丙醇
D.Fe(NO3)3、异丙醇
正确答案
(1)Cl2+2OH-==Cl- +ClO- +H2O
(2)<
(3)26;6:5; 3ClO-+Fe3+ +3H2O==Fe(OH)3↓+3HClO
2FeO42- +Fe3+ +8OH-==3FeO43- +4H2O
(4)B
以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下
回答下列问题:
(1)在一定条件下,SO2转化为SO3的反应为SO2+O2SO3,该反应的平衡常数表达式为K=
__________;过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为________________________。
(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是________、________。
(3)通氯气氧化时,发生的主要反应的离子方程式为________________________;该过程产生的尾气可用碱溶液吸收,尾气中污染空气的气体为________(写化学式)。
正确答案
(1)k=c2(SO3)/[c(O2)·c2(SO2)];SO2+NaOH=NaHSO3(2)提高铁元素的浸出率;抑制Fe3+水解
(3)Cl2+Fe2+=2Cl-+Fe3+;Cl2、HCl
卤素单质的性质活泼,卤素的化合物应用广泛,运用化学反应原理研究卤族元素的有关性质具有重要意义。
(1)下列关于氯水的叙述正确的是_______(填写序号)。
A.氯水中存在两种电离平衡
B.向氯水中通入SO2,其漂白性增强
C.向氯水中通入氯气,c( H+)/c(ClO-)减小
D.加水稀释氯水,溶液中的所有离子浓度均减小
E.加水稀释氯水,水的电离平衡向正反应方向移动
F.向氯水中加少量固体NaOH,可能有c(Na+)=c(Cl- )+c(ClO-)
(2)工业上通过氯碱工业生产氯气,其反应的离子方程式为______。
(3)常温下,已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数:
写出84消毒液(主要成分为NaClO)露置在空气中发生反应的有关化学方程式________。若将84消毒液与洁厕剂(含有浓盐酸)混合使用可能会导致中毒,请用离子方程式解释有关原因___________。
(4)碘钨灯具有比白炽灯寿命长且环保节能的;特点。一定温度下,灯泡内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应: 。为模拟上述反应,准确称取0. 508g碘、0.736g金属钨置于50. 0mL的密闭容器中,加热使其反应。如图是 WI2(g)的物质的量随时间变化关系图象,其中曲线I(0~t2时间段)的反应温度为T1,曲线II(从t2开始)的反应温度为T2,且T2>T1。则
①该反应的△H_______0(填“>。、=或“<”)
②从反应开始到t1时间内的平均反应速率v(I2)=_________。
③下列说法中不正确的是_________(填序号),
A.利用该反应原理可以提纯钨
B.该反应的平衡常数表达式是K=
C.灯丝附近温度越高,灯丝附近区域WI2越易变为W而重新沉积到灯丝上
(5)25℃时,向5mL含有KCI和KI浓度均为0.1mol/L的混合液中,滴加6mL0.1mol/L的AgNO3溶液,先生成的沉淀是_________,溶液中离子浓度由大到小的顺序是_______ [不考虑H+和OH-。25℃时]。
正确答案
(1)A E F
(2)2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
(3)NaClO+CO2+ H2O=HClO+NaHCO3 ; 2HClO2HCl+O2↑。ClO-+Cl-+2H+= Cl2↑+H2O。
(4)① < ② 0.036/t1mol/(L·min) ③ B
(5)AgI c(K+)> c(NO3-)> c(Cl-)> c(Ag+)> c(I-).
试题分析:(1)在氯水中存在两种弱电解质,H2O、HClO。它们都存在着电离平衡H2OH++OH-;HClO
H++ClO-。正确。B. 向氯水中通入SO2,发生反应:Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl,产生的H2SO4和HCl都没有漂白性。因此漂白作用减弱。C.向氯水中通入氯气,平衡:Cl2+H2O
H++Cl-+HClO正向移动,c(H+) 增大,HClO
H++ClO-逆向移动,c(ClO-) 减小,c( H+)/c(ClO-)增大。错误。D.加水稀释氯水,溶液中的H+、ClO-、Cl-离子浓度减小,但由于c(H+)·c(OH-)=Kw.所以c(OH-)增大。错误。E.加水稀释氯水,由于Cl2+H2O
H++Cl-+HClO正向移动,酸电离产生的c(H+) 减小。对水的抑制作用减弱,所以水的电离平衡向正反应方向移动。正确。F.向氯水中加少量固体NaOH,发生反应Cl2+NaOH= NaCl+NaClO。若恰好完全反应则有c(Na+)=c(Cl- )+c(ClO-)。正确。所以正确选项为A、E、F。(2)氯碱工业生产氯气,其反应的离子方程式为2Cl-+2H2O
2OH-+ Cl2↑+H2↑.(3)由电离平衡常数H2CO3>HClO>HCO3-,可知:H2CO3>HClO,因此84消毒液露置在空气中发生反应的有关化学方程式NaClO+CO2+ H2O=HClO+NaHCO3。2HClO
2HCl+O2↑若将84消毒液与洁厕剂(含有浓盐酸)混合使用可能会发生反应:ClO-+Cl-+2H+= Cl2↑+H2O产生有毒的气体Cl2导致中毒。(4)①因为升高温度,WI2的平衡含量降低,说明升高温度,化学平衡向逆反应方向移动。根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,逆反应方向为吸热反应,所以正反应为放热反应,因此ΔH <0. ②从反应开始到t1时间内的平均反应速率v(I2) =v(WI2)= Δc/Δt=1.80×10-3mol/0.05L÷t1min="0.036/t1mol/(L·min)" .③A. 使用不纯的的W与I2发生反应制取气体WI2,当反应达到平衡后升高温度,平衡逆向移动,就能产生纯净的单质W。因此可利用该反应原理可以提纯钨。正确。B. 由于W是固体,浓度不会改变,所以该反应的平衡常数表达式是
。错误。C.灯丝附近温度越高,结构平衡移动原理可知:灯丝附近区域WI2就会逆向移动,产生更多的W而重新沉积到灯丝上。正确。(5)由于Ksp(AgI)< Ksp(AgI).所以首先产生的沉淀为AgI。在混合前n(K+)=(5mL+5mL)×10-3L/mL×0.1mol/L=0.001mol;n(Ag+)=n(NO3-)=0.006L×0.1mol/L=0.0006mol;n(Cl-)=n(I-)=0.005L×0.1mol/L=0.0005mol;在混合溶液中K+、NO3-不消耗,发生反应:Ag++I-=AgI↓;Ag++Cl-=AgCl↓.根据消耗的微粒的物质的量,可确定溶液中离子的浓度大小关系为:c(K+)> c(NO3-)> c(Cl-)> c(Ag+)> c(I-).
我国有丰富的海水资源,开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务。
(1)工业上常以食盐为原料制备氯气,再用氯气制备漂粉精,请写出制备漂粉精的反应的化学方程式
_________________________。
(2)次氯酸不稳定,见光易分解,请写出次氯酸见光分解的反应的化学方程式:__________________。
(3)从海水中提取食盐和溴的过程如下
Ⅰ.①步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的为富集溴元素,请写出步骤Ⅱ的化学方程式:__________________。
②在3mL溴水中,加入1mL四氯化碳,振荡、静置后,观察到试管里的分层现象为下左图中_________。
Ⅱ.某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59℃。微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,设计了如下右装置简图:请你参与分析讨论:
①实验装置气密性良好,要在C中获得纯净的液溴即达到提纯溴的目的,操作中控制的关键条件是:___________________________。
②为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入_________溶液,充分反应后,再进行的分离操作是
_________。
正确答案
(1)2Cl2+2Ca(OH)2= Ca(ClO)2 +CaCl2+2H2O
(2)2HClO === 2HCl+O2↑
(3)Ⅰ① SO2+Br2+2H2O = H2SO4+2HBr;②D
Ⅱ①控制温度达59℃;② NaBr;萃取分液
某研究性学习小组欲利用下列装置制取少量次氯酸钠,并进一步探究次氯酸钠的化学性质。
相关资料:反应Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O属于放热反应,温度稍高时便发生副反应3Cl2+6NaOH=NaClO3+5NaCl+3H2O。
(1)制取氯气时,在烧瓶中加入一定量的二氧化锰,通过____________(填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。请在装置A、B、C中选择一个合适的装置放在②处:____________。
(2)部分学生认为上述装置存在缺点,他们指出在①②装置之间应增加如D所示的装置,你认为D中所盛液体是________,其作用是________________________________________。
(3)该小组对产品的性质进行了如下探究。
第一步,测其pH=10。结合相关离子方程式解释原因:_________________________________________________________________。
第二步,该小组的同学选用了紫色石蕊试液对次氯酸钠的性质进行探究。请你帮助他们完成下表:
正确答案
(1)分液漏斗 C
(2)饱和食盐水 除去Cl2中的HCl
(3)NaClO是强碱弱酸盐,水解呈碱性,ClO-+H2OHClO+OH-
(1)由于氯气和氢氧化钠反应是放热反应,且温度过高时,会发生副反应,所以应选择装置C。(2)由于盐酸易挥发,制得的Cl2中含有HCl杂质,所以需要加洗气装置。(3)次氯酸钠溶液水解呈碱性;由于次氯酸钠溶液除呈碱性外还有漂白性,故加入紫色石蕊试液后先变蓝后褪色。
ClO2作为消毒剂在消毒过程中对人体无毒无害,具有广泛的应用前景。某同学用下图所示的装置制备ClO2气体,反应原理为饱和草酸溶液与KClO3粉末在60℃时反应制得ClO2(温度过高或过低都会影响制气效率)
已知信息:①ClO2是一种黄绿色有刺激性气味的气体,熔点-59℃,沸点11.0℃。与碱反应和氯气相似。
②草酸是酸性强于醋酸的二元弱酸,对应的钙盐(CaC2O4)不溶于醋酸,能溶于强酸,它还是一种还原性较强的物质。
(1)制备ClO2的化学方程式:2KClO3+H2C2O4= 2KHCO3+2ClO2↑;下列说法正确的是
(2)A装置中还缺少的一样仪器名称是__________,
若将A中烧杯去掉,让烧瓶直接加热是否可以,为什么?_________________________。
(3)C装置吸收尾气后,溶液中含有NaOH、Na2CO3等溶质,该同学认为C中还可能含有NaClO2、NaClO3,试分析可能的原因,并写出有关化学方程式________ 。
(4)实验室还可通过以下反应制得ClO2:
KClO3+ H2C2O4+ H2SO4= ClO2↑+ K2SO4+ CO2↑+ H2O.
配平上述方程式。0.5 mol KClO3参加反应有 个电子转移。
正确答案
(1)AC(2)温度计;不可以,若直接加热温度难以控制。(3)ClO2挥发,进入C中,与氢氧化钠溶液反应。2ClO2+2NaOH= NaClO2 +NaClO3+H2O
(4)2KClO3+H2C2O4+H2SO4= 2ClO2↑+K2 SO4+2CO2↑+2H2O3.01×1023 (或0.5NA)
试题分析:(1)反应2KClO3+H2C2O4= 2KHCO3+2ClO2↑中,Cl元素的化合价由+5价降低为+4价,C元素的化合价由+3价升高到+4价,A、KClO3中Cl元素的化合价由+5价降低为+4价,则在反应中得到电子,正确;B、KClO3中Cl元素的化合价由+5价降低为+4价,被还原生成ClO2,ClO2为还原产物,错误;C、H2C2O4中C元素的化合价由+3价升高到+4价,草酸为还原剂,正确;D、1molKClO3参加反应转移电子为1mol,错误。(2)制备ClO2气体的反应原理为饱和草酸溶液与KClO3粉末在60℃时反应制得ClO2,必须控制温度在60℃,采用水浴加热,应用温度计则水温;(3)由信息①知ClO2的沸点11.0℃,易挥发,与碱反应和氯气相似可得:2ClO2+2NaOH= NaClO2 +NaClO3+H2O(4)利用化合价升降法配平氧化还原方程式;KClO3中Cl元素的化合价由+5价降低为+4价,1mol KClO3参加反应转移电子为1mol,0.5 mol KClO3参加反应有0.5NA个电子转移。
氯气是一种重要的化工原料.某学习小组在实验室中利用如图所示装置制取氯气并探究其性质.
(1)若A是用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的发生装置,除圆底烧瓶和导管外还用到的玻璃仪器有______;
(2)①装置B中盛有的试剂是______,作用是______.
②若E中品红溶液褪色,则C装置中发生反应的离子方程式是______.证明FeBr2与Cl2发生了氧化还原反应的实验方法是______(填操作方法).
③已知碳酸的酸性强于次氯酸,则装置D中反应的化学方程式为______.
(3)某研究性学习小组用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液吸收处理上述实验后的尾气.吸收尾气一段时间后,吸收液(呈强碱性)中肯定存在Cl-、OH-、CO32-和SO42-.请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑盐类的水解;在碱性条件下ClO-也有强氧化性.).
①提出合理假设:
假设1:只存在SO32-;
假设2:只存在ClO-;
假设3:既存在SO32-,也存在ClO-;
假设4:既不存在SO32-,也不存在ClO-.
指导老师经分析认为,其中一个假设并不合理,它是______;判断的原因是______.
②设计实验方案,进行实验,请写出实验步骤以及预期现象和结论.限选实验试剂.
a.3mol/L H2SO4 b.0.01mol/L KMnO4 c.1mol/L BaCl2溶液
d.淀粉一KI溶液 e.酚酞试液 f.品红溶液
步骤一;取少量吸收液于试管中,滴加3mol/L H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分装于A、B两试管中.
步骤二:向A试管中滴加1~2滴______ (填序号).若溶液______(填现象),则假设1成立.
步骤三:向B试管中滴加1~2滴______(填序号);若溶液______(填现象),则假设2成立.
③若假设2成立;写出步骤三中的离子方程式:______.
正确答案
(1)二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的方程式为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,从方程式可知该反应需加热,需酒精灯,反应物浓盐酸的滴加以及防氯气的逸出需分液漏斗.故答案为:分液漏斗、酒精灯;
(2)①当含氯化氢的氯气通过饱和食盐水时,氯化氢溶解在其中,氯气几乎不溶,故答案为:饱和食盐水;除去氯气中的氯化氢杂质;
②若E中品红溶液褪色,说明经过E中有氯气,经过E中有氯气说明C装置中,溴化亚铁中的二价铁和溴离子均被氧化;因FeBr2与Cl2发生氧化还原反应,溴化亚铁中的二价铁先被氧化,所以只须证明有三价铁存在即可,KSCN溶液可与三价铁形成血红色的硫氰化铁可证明有三价铁存在,
故答案为:2Fe2++4Br-+3Cl2═2Fe3++6Cl-+2Br2;实验后取下装置C的橡胶塞,取少量C中溶液于试管中,滴加KSCN溶液;
③经过装置D的氯气先和水反应,Cl2+H2O=HCl+HClO,产物与Na2CO3溶液反应,2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O,总反应为2Cl2+Na2CO3 +H2O=CO2+2NaCl+2HClO,
故答案为:2Cl2+Na2CO3 +H2O=CO2+2NaCl+2HClO;
(3)①ClO-中+1价的氯具有强氧化性,SO32-中+4价的硫具有还原性,ClO-与SO32-会发生氧化还原反应. 故答案为:假设3;ClO-与SO32-因发生氧化还原反应而不能大量共存;
②步骤二:KMnO4 具有强氧化性与具有还原性的SO32-发生氧化还原反应KMnO4褪色,故答案为:b;褪色;
步骤三:ClO-中+1价的氯具有强氧化性,能将碘化钾中-1价的碘氧化成碘单质.淀粉遇到碘单质显蓝色,故答案为:d;变蓝色;
③若假设2成立;步骤三中ClO-氧化碘化钾成碘单质,故答案为:2I-+ClO-+2H+═I2+H2O+Cl-.
氯气是重要的化工原料。
(1)氯气溶于水得到氯水,氯水中存在下列反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,其平衡常数表达式为K=________。
(2)工业上常用熟石灰和氯气反应制取漂白粉,反应的化学方程式是____________________________。流程如下图所示,其主要设备是氯化塔,塔从上到下分四层。将含有3%~6%水分的熟石灰从塔顶喷洒而入,氯气从塔的最底层通入,这样加料的目的是__________________________。处理从氯化塔中逸出气体的方法是________。
(3)某科研小组在实验室用较浓的KOH溶液直接吸收氯气,研究发现反应进行一段时间后开始出现KClO3并逐渐增多,产生KClO3的离子方程式是____________________________________,其原因可能是__________________,由此可知(2)中氯化塔设计为四层是为了减少生产中类似副反应的发生。
正确答案
(1)
(2)2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 充分接触(或充分吸收) 用碱液吸收(或石灰乳或碱石灰或氢氧化钠溶液等)
(3)6OH-+3Cl2=5Cl-+ClO3-+3H2O 反应放热使温度升高所致
(1)水作为溶剂(纯液体)不写入平衡常数表达式。(2)熟石灰从塔顶喷入,气体从下往上,类似于硫酸工业中SO3的吸收,这样能增大液、气的接触面积,以吸收充分。没有吸收的氯气从氯化塔中逸出,氯气的处理需要用碱性溶液吸收。(3)有KClO3生成,说明0价的氯被氧化到+5价,则一定有0价的氯化合价降低,推知为KCl,然后根据电子守恒逆向配平。一段时间后KClO3增多,则可能是KOH与氯气反应放热,使温度升高,造成了副反应增加。
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